长沙理工电力系统作业.docx

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长沙理工电力系统作业

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长沙理工电力系统作业（总12页）

第五章：

1、电力系统设置备用容量的目的是什么按备用的形式分备用容量有哪几种类型旋转备用投入速度快，有利于保证电能质量，是否电力系统中旋转备用容量设置的越多越好为什么

答：

电力系统设置备用容量的目的是为了保证电力系统可靠供电和良好的电能质量。

按备用形式分，系统备用容量分为热备用（又称旋转备用，指系统中运行机组所具有的备用容量）和冷备用（系统中没有运行的机组所具有的可发容量）。

不是旋转备用容量设置的越多越好。

因为旋转备用（热备用）容量越大，运行机组的负载率越低，运行效率越差。

2、按用途分，系统的备用容量可以分为哪几类各种类型的备用容量应采用何种备用方式

答：

按用途分，系统的备用容量可以分为负荷备用（针对第一类负荷、第二类负荷以及预测外负荷所设置的备用容量）、事故备用（针对电力系统故障使运行机组或发电厂突然退出运行所设置的备用容量）、国民经济备用（针对国民经济可能超计划增长设置的备用容量）和检修备用（为保证发电设备的安全可靠运行，发电设备应定期进行检修，为安排发电设备退出检修而设置的备用容量称为检修备用）。

负荷备用采用旋转备用（热备用）；事故备用部分采用热备用，部分采用冷备用，两者的具体分配按照系统发生最大功率缺额事故时，将热备用投入后系统频率可以维持在最低允许频率运行，冷备用投入后能够将系统频率恢复到正常频率的原则设置；国民经济备用采用冷备用；检修备用根据系统情况决定是否设置，需要检修的发电设备系统在负荷低谷季节利用空出的发电容量检修完时，可以不设置检修备用，否则需要设置检修备用，检修备用采用冷备用。

3、电力系统频率由什么决定？

正常运行情况下系统频率波动的原因是什么？

答：

电力系统的频率由电力系统有功功率平衡关系所决定，要维持电力系统在某一数值下运行，就必须保证在该频率下的有功功率平衡。

正常运行情况下系统频率变化由负荷变化引起，当负荷变化破坏了原有的有功功率平衡关系时，系统的频率就会波动。

4、电力系统的频率调整与电力系统的电压调整相比较有何特点？

答：

电力系统频率只有一个，调频的手段也只有一种，就是根据有功负荷的变化调整发电机有功出力，使系统保持在所要求频率下的有功功率平衡。

电力系统各点的电压不同，在电力系统总体电压水平正常的情况下，也可能出现某些节点电压过高或过低的情况，另外电力系统的无功电源形式多样，调压的方法和手段也多种多样。

5、电力系统频率调整如何划分各通过什么手段来实现

答：

电力系统的频率调整分为一次调整、二次调整和三次调整（有功负荷的最优分配）；

三次调整是针对由生产、生活规律以及气象条件变化所引起的负荷变化所进行的调整，由于此类负荷变化可以预测，由生产调度人员根据预测的负荷曲线按照最优分配原则分配各发电厂的有功出力来实现。

一次调整是针对第一类负荷变化引起的频率变化所进行的调整，通过发电机组的调速器来实现，一次调整属于比例调节，其调节是有差的，所以一次调整只能减小负荷变化时频率的变化，但不能保持频率恒定。

二次调整是针对第二类负荷变化（包括预测外的第三类负荷变化）引起的频率变化所进行的调整，由装在调频机组上的调频器来完成，二次调整可以实现无差调节。

6、什么是发电机的耗量特性、比耗量和耗量微增率？

答：

发电机组单位时间内所消耗的能源与所发有功功率之间的关系称为发电机的耗量特性；发电机组在耗量特性上的某点运行时，单位时间内所消耗的能源和发电机有功功率的比值，称为发电机的比耗量，它反映了发电机在该点运行时的效率高低，比耗量越大效率越低，反之亦然；耗量微增率

反映了发电机组在器耗量特性曲线上某点运行时，有功出力增加或减少单位数值（MW或KW）时，机组单位时间内增加或减少的能源消耗。

7、有功负荷最优分配的目的是什么最优分配的原则是什么

答：

有功负荷最优分配的目的是在满足电力系统有功负荷需求的情况下，适当分配各发电机的有功出力，是电力系统总的能源消耗最少。

有功负荷最优分配原则是等耗量微增率准则。

所谓等耗量微增率准则指在满足电力系统功率平衡的条件下，按各运行机组耗量微增率相等的原则分配各台机组的有功出力。

8、某发电厂有两台机组并列运行，当总负荷为

时，两台发电机均未达到其额定出力，且有

、

。

当总负荷增大时，哪台发电机应先增加出力为什么

答：

2号机组先增加出力，因为

，在增加同样出力的情况下，2号机组增加的燃料消耗比1号机组少；

随着2号机组有功出力增加，其耗量微增率增大，当增大到等于1号机组的耗量微增率时，1号机组机组开始按耗量微增率相等原则与2号机组同时增加出力。

9、水煤换算系数γ的取值与水电厂允许耗水量之间的关系是什么？

答：

水煤换算系数γ的取值与水电厂允许耗水量之间的关系是水电站允许的耗水量越大，则水煤换算系数γ的取值越小，因为只有这样按等耗量微增率准则（λT1＝λT2＝…λTm=γm+1λm+1=…=γnλn）分配时，水轮发电机组分得的有功负荷才比较大，消耗的水量才比较大。

10、对调频厂的基本要求有那些洪水季节宜以什么样的发电厂担负调频任务枯水季节宜以发电厂担负调频任务

答：

对调频厂的基本要求有：

①调整容量足够大；②调整速度足够快；③调整范围内经济性能应较好；④调整时不至引起系统内部或系统间联络线工作的困难。

根据上述基本要求具有调节库容的大容量水电厂作为调频电厂最为适宜。

洪水季节，为充分利用水力资源，水电站一般满负荷运行，因而不能再担负调频任务，这种情况下宜采用调节性能较好的中温中压火力发电厂作为调频电厂；

枯水季节宜采用调节性能好的大容量水电厂作为调频电厂。

11、某发电厂有三台机组并列运行，其耗量特性分别为：

（

）

（

）

（

）

机组功率约束条件为：

求负荷功率为200MW时机组间负荷的最优分配。

解：

由耗量特性

（

）

（

）

（

）

求得：

根据等耗量微增率准则有：

联立求解得：

、

、

由于

，取

将剩余的负荷200MW-50MW=150MW在2#、3#机组之间按等耗量微增率准则重新分配得：

、

答：

负荷功率为200MW时机组间负荷的最优分配方案是：

、

、

12、某电力系统综合负荷的单位调节功率为400MW/HZ，系统负荷增大800MW时，调频电

厂经二次调频增发400MW，系统频率变化为

，计算系统等值发电机的单位调节功率。

解：

答：

系统等值发电机的单位调节功率为1600MW/HZ。

13、联合电力系统的接线图及参数如下，联络线的功率传输限制为300MW，频率偏移超出

才进行二次调频，当子系统A出现功率缺额200MW时，如系统A不参加一次调频，联络线的功率是否越限（10分）

解：

1）系统A不参加一次调频，不进行二次调频时的频率偏移

调频器不会动作进行频率的二次调整。

2）联络线上的功率变化

3）联络线传输功率校验

联络线传输功率未超越其传输极限功率。

第六章：

1、电力系统的无功功率平衡关系与系统电压水平之间的关系？

答：

要保持电力系统在某一电压水平下运行，就必须保证在该电压水平下的无功功率平衡，如果不能保证在该电压水平下的无功功率平衡，系统电压水平就会波动，如下图所示。

这里所说的电力系统无功功率平衡指“电力系统中所有无功电源所输出的无功功率等于电力系统用电设备所需要的无功功率（无功负荷）和电力网的无功功率损耗之和”。

2、调相机、晶闸管控制电抗器型静止无功补偿装置（TCR型）、自饱和电抗器型静止无功补偿装置（SR型）、晶闸管控制电容器型静止补偿装置（TSC型）、并联电容器五种无功补偿装置中，哪些具有正的电压调节效应哪些具有负的电压调节效应

答：

并联电容器和TSC型静止无功补偿装置具有负的电压调节效应；调相机具有正的电压调节效应；TCR型和SR型静止无功补偿装置在一定的电压变动范围具有正的电压调节效应。

3、电力系统无功电源最优分布的目的是什么无功电源最优分布的原则是什么

答：

电力系统无功电源最优分布的目的是：

在满足电力系统无功需求的情况下，将电力系统的无功电源进行分布，以使电力网的有功损耗最小。

电力系统无功电源最优分布的原则是等网损微增率准则—在满足电力系统无功需求的情况下，按各节点网损微增率相等的原则对无电源进行分布。

4、电力系统无功负荷最优补偿的原则是什么？

答：

无功负荷最优补偿的原则是最优网损微增率准则。

5、电压波动限制是针对何种无功负荷变化所引起的电压变动进行的？

习惯上所说的电压调整又是针对何种无功负荷变化所引起的电压变动进行的？

答：

电压波动限制是针对由冲击负荷或间歇性负荷引起的电压变动（称为电压波动）进行的；电压调整是针对周期长、波及范围大，由生产、生活或气象条件变化引起的无功负荷变化和电压变动（称为电压偏移）进行的。

6、电压调整的目的是什么？

答：

电压调整的目的是将电力系统用电设备的电压偏移限制在允许的范围内。

7、什么叫电压中枢点电压中枢点的调压方式有哪几种

答：

电压中枢点是可以反应电力系统电压水平的某些发电厂或变电所的母线。

运行中只要将电压中枢点的电压控制在一定范围，就可以将电力系统中绝大部分用电设备的电压偏移限制在允许的范围。

电压中枢点的调压方式顺调压、逆调压和常（恒）调压三种。

顺调压方式——最大负荷时允许电压中枢点的电压适当下降（但不得低于%

），最小负荷时允许电压中枢点的电压适当升高（但不得高于%

）。

逆调压方式——最大负荷时将电压中枢点的电压提高105%

，最小负荷时将电压中枢点的降低到

。

常调压方式——在最大负荷和最小负荷时，保持中枢点电压为一基本不变的数值。

8、对于无功不足引起电压水平偏低的电力系统能否通过改变变压器变比来使电压水平恢复正常？

答：

对于由于无功缺乏造成电压水平偏低的电力系统不能通过改变变压器变比来使电压水平恢复正常。

因为此时采用改变变压器变比调压并不能改变电力系统的无功功率平衡关系，只能改变电力系统的无功流向。

9、对于无功功率并不缺乏，但局部电压网电压偏高或偏低的电力系统应优先采用何种调压措施？

答：

应采用改变电压器变比进行调压。

10某降压变电所由110kV线路供电，变电所装有一台40MVA普通变压器，如图三所示。

110kV送端电压U1保持115kV不变。

若要求变电所10kV母线电压U2变化范围不超出～，试选择变压器分接头。

解：

①最大负荷和最小负荷时线路和变压器的功率损耗为：

②最大负荷和最小负荷情况下线路首端的功率为：

③最大和最小负荷下线路和变压器的电压损耗（不计电压降落横分量影响）为：

④变压器分接头选择

选标准分接头

即选择变压器的变比

⑤校验

最大负荷情况下变压器低压侧实际电压

最小负荷情况下变压器低压侧实际电压

所选变压器变比满足要求。

11、电力网接线如下图所示，已知

，变电所低压母线要求逆调压（最小负荷时电压为额定电压，最大负荷时电压为105%UN），低压母线额定电压为10KV，变压器额定电压为

。

最大负荷及最小负荷时，归算到高压侧的实际电压分别为：

。

若

不变，求应选择的变压器分接头和并联电容器的容量。

解：

1）根据最小负荷时的调压要求选择变压器的变比

取

变压器变比为

2）根据最大负荷时的调压要求选择补偿电容器的容量

答：

变压器变比应选

；补偿电容器容量

12、在11题的电力系统中，如果采用调相机调压，请选择变压器的变比和调相机的容量。

解：

1）变压器变比选择

根据最大负荷时使调相机达到额定出力

来满足调压要求；最小负荷时调相机达到其最小出力

来满足调压要求的选择原则锝：

由上式得：

将已知数据代入上式锝：

实选变压器的变比为：

2）调相机额定容量选择

答：

变压器变比应选

；调相机额定容量

。

13、某降压变电所装有一台容量为10MVA，电压为

的变压器。

已知：

最大负荷时变压器高压侧电压为114KV，归算到高压侧的变压器电压损耗为5KV；最小负荷时变压器高压侧电压为115KV，归算到高压侧的变压器电压损耗为3KV。

现要求在低压母线上实行顺调压（最大负荷时要求电压不低于线路额定电压的

倍；最小负荷时要求电压不高于线路额定电压的

倍），试选择变压器的分接头。

解：

1）选择变压器的分接头

最大负荷时应选择的变压器计算分接头为：

最小负荷时应选择的变压器计算分接头为：

变压器应选择的计算分接头为：

选变压器的标准分接头

2）校验

最大负荷时低压侧的实际电压为：

最小负荷时低压侧的实际电压为：

所选分接头满足要求。